 
        
        - •Компоновка балочного сборного перекрытия
- •1.1 Конструктивные схемы зданий
- •1.2 Конструкция плит
- •1.3 Данные для расчета
- •Расчет многопустотной плиты перекрытия с предварительным напряжением
- •2.1 Определение нагрузок на плиту перекрытия
- •2.2. Статический расчет плиты перекрытия
- •2.3 Установление размеров сечения плиты
- •2.4 Назначение материалов
- •2.5. Расчет прочности по нормальным и наклонным сечениям
- •2.6. Расчёт верхней полки на местный изгиб
- •2.7. Расчёт плиты на монтажные нагрузки
2.4 Назначение материалов
Согласно норм проектирования устанавливаются следующие материалы:
Бетон тяжелый класса С20/25
 =
20МПа – нормативное сопротивление бетона
осевому сжатию;
=
20МПа – нормативное сопротивление бетона
осевому сжатию;
 –
расчетное
сопротивление сжатию;
–
расчетное
сопротивление сжатию;
 =
1,5 МПа – нормативное сопротивление
бетона осевому сжатию соответствующее
5% квантилю статистического распределения
прочности;
 =
1,5 МПа – нормативное сопротивление
бетона осевому сжатию соответствующее
5% квантилю статистического распределения
прочности;
 МПа
– средняя прочность бетона на осевое
растяжение;
МПа
– средняя прочность бетона на осевое
растяжение;
 – расчетное
сопротивление при растяжении;
– расчетное
сопротивление при растяжении;
γс =1,5- частный коэффициент безопасности по бетону;
Модуль деформации бетона Есm=36∙103∙0,9=32,4МПа.
Арматура напрягаемая класса S800:
fpk=800 МПа;
fpd=fpk/γs=800/1,25=640 МПа – расчетное сопротивление напрягаемой арматуры;
где:
γs =1,25– частный коэффициент безопасности для напрягаемой арматуры.
Арматура класса S240:
fyk=240 МПа – нормативное сопротивление арматуры;
fyd=fyk/ γs=240/1,1=218 МПа – расчетное сопротивление арматуры;
fywd=157 МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры.
Арматура класса S500:
fyk=500 МПа – нормативное сопротивление арматуры;
fyd=fyk/ γs=500/1,2=416,7 МПа;
где γs =1,2 – частный коэффициент безопасности для арматуры класса S500;
fywd=300 МПа – расчетное сопротивление поперечной арматуры.
Модуль
упругости арматуры 
 .
.
2.5. Расчет прочности по нормальным и наклонным сечениям
Расчёт
по нормальным сечениям производится
по максимальному изгибающему моменту
   
 .
.
Расчет выполняем с использованием таблиц, для чего вычисляем αm по формуле:
 
При
 αm=0,117
 устанавливаем, что деформированное
состояние соответствует области 1b,
что означает достижение растянутой
арматурой  предельных деформаций.
Вычисленному αm=0,117
соответствует коэффициент 
 =
0,931
=
0,931
ξ =0,18
Высота сжатой зоны x= ξ∙d=0.18*185=33,3см < h’f=38,5 см, значит нейтральная ось действительно лежит в пределах полки толщиной h’f.
Проверяем
условие ξ
≤
 ξlim,
где 
 -
относительная высота сжатой зоны.
-
относительная высота сжатой зоны.
ξlim – граничные значения относительной высоты сжатой зоны сечения при которой предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжением равного расчетному сопротивлению и определяется по формуле:
 
где ω – характеристика сжатой зоны бетона,
ω=Кс - 0,008∙fcd=0,85-0,008*13,33=0,743МПа
σsс.u – предельное напряжение в арматуре принимаемое 500 МПа.
σs.lim=fpd+400- σpm-Δ σpm
где Δ σpm – напряжение от неупругих относительных деформаций напрягаемой арматуры.
 
Величина предварительного напряжения:
 
 
где
 - начальное контролируемое  предварительное
напряжение арматуры;
- начальное контролируемое  предварительное
напряжение арматуры;
p - максимально допустимое отклонение предварительного напряжения.
При электротермическом натяжении на упоры, что имеет место в данном случае p=30+360/l=30+360/7,240=79,72МПа,
где l – расстояние между наружными гранями упоров.
Тогда =0,9fpk-p=0,9*800-79,72=640,28МПа
Усилие в бетоне от предварительного напряжения на уровне центре тяжести арматуры:
 =
= МПа
МПа
где γр=0,9 – частный коэффициент для усилия предварительного обжатия.
Величина напряжения:
 МПа
МПа
тогда
Δσpm= ,
значит принимаем для расчета                
     Δσpm=60,54МПа
,
значит принимаем для расчета                
     Δσpm=60,54МПа
 
тогда
 
 
так как ξ=0,18 < ξlim=0,542, значит расчетное сопротивление арматуры умножается на γsn:
 
 <1,15
<1,15
Принимаем для расчета γsn=1,09
Площадь сечения напрягаемой арматуры:
 
Принимаем по сортаменту арматурной стали 512 S800 площадью Asp=5,65 см2 .
Расчет прочности по наклонному сечению производится по максимальной поперечной силе VSd=40,38кН.
Расчёт
прочности плиты на действие поперечных
сил при отсутствии вертикальной арматуры
согласно Норм проектирования следует
производить из условия: VSd
 VRd.ct
VRd.ct
VSd - расчётная поперечная сила в сечении, вызванная действием нагрузок (от воздействия);
VRd.ct - поперечная сила, воспринимаемая железобетонным элементом без поперечной арматуры определяемая по формуле:
 но
не
менее
но
не
менее
Vrd.ct.min =(0.4×fctd - 0.15σcp)bω×d, кН
 >
2, значит принимаем для расчета К=2,
>
2, значит принимаем для расчета К=2,
где d=h – c=220-35=185мм.
 <
0,02
<
0,02
Осевое усилие, вызванное действием предварительного напряжения:
NEd=σpm∙ASp=403,375*519,35=209,49 кН;
 
0,2∙fcd= 0,2*13,33=2,66МПа
Принимаем
 =1,58МПа
=1,58МПа
Тогда
 
 
Так как VSd=40,38кН >VRd.ct.min=19,48кН, значит поперечная арматуру устанавливаем по расчету.
 
Где
 (для тяжелого бетона);
(для тяжелого бетона);
       
 -
коэффициент, учитывающий влияние сжатых
полок.
-
коэффициент, учитывающий влияние сжатых
полок.
 
 
Так
как 
 принимаем
принимаем 
 .
.
 
Так
как 
 принимаем
принимаем 
 
 
 
Принимаем шаг поперечной арматуры s=100мм.
Предварительная площадь поперечной арматуры можно определить, предположив, что
 
 
Принимаем
поперечную арматуру 
 .
.
 
 .
.
Определяем
 
Где
 - для тяжелого бетона.
 - для тяжелого бетона.
 
Длина проекции наиболее опасной наклонной трещины:
 
Длину проекции наиболее опасной трещины наклонного сечения принимаем
 
Тогда поперечное усилие, воспринимаемое бетоном:
 
 
Поперечное усилие, воспринимаемое наклонным сечением:
 
 -
прочность обеспечена, окончательно
принимаем арматуру 
,
с шагом s=100мм,
что удовлетворяет требованиям СНБ
5.03.01-02 на стр. 106 с учетом изменения №3.
-
прочность обеспечена, окончательно
принимаем арматуру 
,
с шагом s=100мм,
что удовлетворяет требованиям СНБ
5.03.01-02 на стр. 106 с учетом изменения №3.
Проверяем условие, обеспечивающее прочность по наклонной полосе между наклонными трещинами.
 
 
где
 - коэффициент, учитывающий влияние
поперечных стержней нормальных к
продольной оси элемента, который
определяется по формуле:
- коэффициент, учитывающий влияние
поперечных стержней нормальных к
продольной оси элемента, который
определяется по формуле:
 
 
 
 
где
 - для тажелого бетона.
- для тажелого бетона.
 
Так
как 
 ,
принимаем
,
принимаем 
 
 
Так
как 
 ,
значит прочность по наклонной полосе
обеспечена.
,
значит прочность по наклонной полосе
обеспечена.
